基于LabVIEW平台的智能电子鼻系统.pdf

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1、86传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2012年第31卷第4期基于LabVIEW平台的智能电子鼻系统宋海声，苏小芸，赵晓林(西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室，甘肃兰州730070)摘要：以LabVIEW9．0为测试平台，利用PCI一1710HG数据采集卡、传感器阵列设计构成智能电子鼻系统。虚拟仪器开发平台LabVIEW用于实时监测、显示采集曲线和数据、结合改进后的BP神经网络进行分析以得到不同体积分数的气体。对系统进行了测试，采用不同阻值的精密电阻器替代传感器进行测试，测试系统

2、的精度和稳定度。关键词：传感器阵列；模式识别；神经网络；匹配电阻中图分类号：TP277文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)04-0086--03IntelligentelectronicnosesystembasedonLabVIEWplatformSONGHai—sheng，SUXiao·yun，ZHAOXiao—lin(KeyLaboratoryofGansuProvinceofAtomicandMolecularPhysics&FunctionalMaterials，SchoolofPhysicsandElectronicEngineering

3、，NorthwestNormalUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract：AnintelligentelectronicnosesystembasedonLabVIEW9．0，PCI一1710HGdataacquisitioncardandsensorarrayisdesigned．VirtualinstrumentdevelopmentplatformLabVIEWisusedforreal—timemonitoringanddisplayingofcollectioncllrveanddata．Combinedwiththei

4、mprovedBPneuralnetworktoanalyzeandgetthevolumefractionofdifferentgases．Testonthesystemiscarriedoutandsensorarrayisreplacedbydifferentvalueofpreciseresistancetotesttheprecisionandstabilityofthesystem．Keywords：sensorarray；patternrecognition；neuralnetwork；matchedresistance0引言只传感器或传感器上每个阵列所

5、接触的气体成分完全相同由于有害气体引起的各种事故屡见不鲜，所以，检测化(包括组成物质和体积分数)、测量室体积尽可能的小，保学品作业场所或设备内部气中的可燃或有毒气体和蒸气含证测量室温度不会有很大波动。为了保证气体流速恒定，量对人们的生活工作具有重要意义。基于LabVIEW的智选用JY—LUGB气体流量计，可以精确地控制气体的流速与能电子鼻系统，能够有效地检测各种有害气体(CH，CO流量。这样一方面可以保证测试的重复性，另一方面也可等)。以保证多路气体混合后的体积分数精度。由于系统使用的气体传感器的种类很多，各类气敏传感器性能差异较传感器都是半导体器件，在使用的过程中需

6、要对其进行加大，各自的主要检测对象也不一样，构成的测试系统也不热，因此，在测量室中传感器到达一定数量后就会形成热同，然而，几乎所有的都不能用于多种气体检测。用传感器量，在测量室设计时也要考虑到这一点。阵列构成电子鼻的前端检测多种气体，气体与传感器的活图2是多种气体检测的自动化系统的结构框图。信号性材料反应，传感器把化学输入转换为电信号；通过数据采采样采用分压法，其原理为：将传感器与一只电阻器(匹配集电路采集到电信号，采用BP神经网络模式识别对这些电阻器)进行串联，即匹配电阻器和传感器同时分配电源电信号进行处理，分析和识别所测的气体J，这是一种基电压信号。当传感器吸附气

7、体时，其电阻值会发生变化，而于测量和分析化学传感器中信号微小变化的新方法。匹配电阻器是一个稳定的电阻器，它不会发生变化，根据欧1系统结构姆定律可以知道，2只电阻器所分配的电压会发生变化，这图l是传感器阵列气体检测的实验室装置示意图。测个电压的变化在一定程度上就可以反映传感器电阻的变量室由不锈钢的密闭的容器构成，测量室需要尽量保证每化。由于传感器在测量室内，测试传感器的电压不是很方收稿日期：2011_o8_31基金项目：甘肃省自然科学基金资助项目(0803RJZA022)第4期宋海声，等：基于LabVIEW平台的智能电子鼻系统87图3单只传感器测试电路